I. Giới thiệu công nghệ NG SDH [5, 7, 10]
3. Các thành phần của công nghệ NG SDH:
3.1 Ghép chuỗi ảo VCAT:
Ghép chuỗi là quá trình gom băng tần của X tải (C-i) thành một tải có băng tần lớn hơn, quá trình này cho băng tần lớn gấp X lần C-i. Các tải ghép chuỗi trong mạng được xử lí như những tải riêng biệt và độc lập, do đó nhà khai thác mạng truyền tải có thể tự do thực hiện chức năng ghép chuỗi mà không sợ ảnh hưởng đến hệ thống đang sử dụng hiện tại. Có hai phương pháp ghép chuỗi:
- Ghép chuỗi liên tục : là phương pháp ghép nối truyền thống được định nghĩa trong G.707, các container kế cận được kết hợp lại tạo các tải lớn hơn và truyền qua mạng SDH như là một container tổng. Do các tải này không bị phân chia thành các phần tải nhỏ hơn trong quá trình truyền dẫn nên tất cả các NE đều phải có chức năng ghép chuỗi, khả năng nhận ra và xử lý container được ghép nối. Vì vậy phương pháp ghép chuỗi liên tục thiếu tính mềm dẻo trong việc sử dụng băng thông làm cho việc truyền dữ liệu không có hiệu quả, không đem lại độ mịn băng tần phù hợp cho các công nghệ phi kết nối và hướng gói như IP hoặc Ethernet.
- Ghép chuỗi ảo: là quá trình truyền tải các VCAT riêng lẻ và nhóm chúng lại tại điểm cuối của luồng truyền dẫn. Do đó, chức năng ghép chuỗi chỉ cần có tại thiết bị đầu cuối luồng. Cơ chế ghép chuỗi ảo cung cấp khả năng khai thác tải SONET/SDH hiệu quả và mềm dẻo. Cơ chế này phá vỡ giới hạn do sự phân cấp tín hiệu truyền dẫn đồng bộ SONET/SDH được thiết kế cho tải PDH. VCAT sắp xếp các container độc lập vào trong một liên kết ghép nối ảo. Số container bất kỳ có thể nhóm lại được với nhau để cung cấp độ linh hoạt của băng thông tốt hơn so với cách ghép nối truyền thống, cho phép gia tăng độ mịn băng tần trên từng khối VC-n.
Từ ảo có nghĩa là nối xâu chuỗi các tải trong SONET/SDH để cung cấp băng tần mềm dẻo phù hợp với kích thước số liệu. Hơn nữa VCAT còn cho phép các nhà khai thác mạng điều chỉnh được dung lượng truyền theo dịch vụ của khách hàng yêu cầu để đạt được hiệu quả sử dụng tốt hơn.
Hình II.3: Ghép chuỗi liên tục và ghép chuỗi ảo
Bảng II.1 So sánh hiệu quả sử dụng các dịch vụ khi có và không dùng VCAT
Dịch vụ Hiệu quả sử dụng không
dùng VCAT Hiệu quả sử dụng dùng VCAT
Ethernet (10 Mbit) VC-3 --> 20% VC-12-5v --> 92%
Fast Ethernet (100
Mbit)
VC-4 --> 67% VC-12-47v --> 100%
ESCON (200 MByte) VC-4-4c --> 33% VC-3-4v --> 100%
Fibre Channel (1 Gbit) VC-4-16c --> 33% VC-4-6v --> 89%
Gigabit Ethernet (1000 Mbit)
VC-4-16c --> 42% VC-4-7v --> 85%
Giải pháp ghép chuỗi ảo chỉ được yêu cầu tại các node nguồn MSPP, tại đây VCAT tạo một tải liên tục bằng X lần VC-n. Tất cả các VC thành viên đều được gửi đến node nguồn MSSP một cách độc lập, trên bất kì luồng rỗi nào nếu cần thiết. Do đó nếu một tuyến hoặc một node bị sự cố thì kết nối chỉ bị ảnh hưởng từng phần và đây chính là một cách cung cấp dịch vụ bảo vệ sử dụng VCAT.
Tại đích, tất cả các VC-n được nhóm lại, theo các chỉ thị cung cấp bởi byte H4 hoặc K4, và cuối cùng được phân phát đến địa chỉ. Do các VC thành viên được phát đi một cách độc lập và có thể trên các luồng khác nhau với độ ì khác nhau nên sẽ tồn tại trễ khách nhau giữa các VC. Do vậy, MSPP đích phải bù trễ chênh lệch này trước khi nhóm tải và phân phát dịch vụ. Các tham số yêu cầu đối với VCAT là bộ chỉ thị đa khung MFI (Multi-Frame Indicator) và số thứ tự SQ (Sequence Number).
Hình II.4 Quá trình ghép chuỗi ảo VCAT
3.1.1 Ghép chuỗi ảo bậc cao:
Ghép chuỗi ảo bậc cao (HO-VCAT) là ghép X lần các tải VC-3 hoặc VC-4 (VC-3/4-Xc, X=1..256) thành một tải có dung lượng gấp X lần 48384 hoặc 149760 kbit/s. Tải được sắp xếp trong X VC-3/4 độc lập để tạo nên một tải VC-3/4-Xv. Mỗi VC-3/4 đều có một POH riêng. Byte POH H4 được sử dụng cho chỉ thị đa khung và dãy ghép ảo.
Mỗi Vc-3/4 của tải VC-3/4-Xv được phát độc lập qua mạng. Do trễ lan truyền của các VC-3/4 khác nhau nên sẽ xảy ra trễ chênh lệch giữa các VC-3/4 riêng lẻ. Trễ chênh lệch này sẽ được bù và các VC-3/4 riêng lẻ này và được sắp xếp lại theo thứ tự để tạo thành một tải thống nhất. Quá trình sắp xếp lại phải bù được trễ chênh lệch tối thiểu 125µs. Quá trình ghép được mô tả trên hình 2.5.
Việc bù trễ được thực hiện qua hai giai đoạn trong một đa khung 512ms và được thực thi trong H4 để bù các mức trễ chênh lệch (ít nhất là 125µs và lớn nhất là 256ms) :
- Giai đoạn 1: sử dụng các bit 5-8 cho chỉ thị đa khung giai đoạn 1 (MHI1).
MHI1 sẽ tăng trên mỗi khung cơ bản và tính từ 0 đến 15.
- Giai đoạn 2 : sử dụng các bit 1-4 trong khung 0 ( các bit MF12 từ 1-4 ) và
khung 1 ( các bit MF12 từ 5-8 ) của đa khung thứ nhất cho chỉ thị đa khung giai đoạn 2 (MFI2). MFI2 sẽ tăng một lần trên mỗi đa khung của giai đoạn 1 và tính từ 0-255.
Kết quả là toàn bộ đa khung sẽ có chiều dài là 4096 khung (=512ms). Chỉ thị dãy SQ sẽ xác định dãy/ thứ tự trong đó các VC-3/4 riêng lẻ của VC-3/4-Xv được kết hợp để tạo thành một tải VC-3/4-Xv.
3.1.2 Ghép chuỗi ảo bậc thấp
Ghép ảo bậc thấp LO-VCAT ghép X lần các tải VC-11, VC-12 hoặc VC2 (VC-11/12/2-Xv, X=1..64). Một VCG được xây dựng từ các VC11, VC12 hoặc VC2 sẽ cho tải gấp X lần VC11, VC12 hoặc VC2, do đó dung lượng sẽ gấp X lần 1600, 2176 hoặc 6784kbit/s. Các thành viên của VCG sẽ được phát một cách độc lập qua mạng, do đó trễ chênh lệch có thể xảy ra giữa các thành viên độc lập của một VCG và chúng sẽ được bù tại node đích trước khi được nhóm lại.
Một cơ chế đa khung sẽ được thực thi trong bit 2 của K4. Bit này gồm số dãy (SQ) và chỉ thị đa khung (MFI), cả hai phần này đều hỗ trợ việc sắp xếp lại các thành viên của VCG. Node đích MSSP sẽ đợi đến khi thành viên cuối cùng đến đích và sau đó sẽ bù trễ (tới 256ms). Bản thân K4 là một chỉ thị đa khung, nó được nhận sau mỗi 500µs, sau đó cứ 512 ms thì toàn bộ dãy đa khung sẽ được phát lại.
Để thực hiện việc tái sắp xếp lại các VC-m riêng (m=2/12/11) thuộc về nhóm liên kết ảo, cần phải:
o Bù trễ chênh lệch gây ra bởi các VC-m riêng.
o Biết số dãy riêng của các VC-m.
Bit 2 của byte K4 trong POH của VC-m bậc thấp được sử dụng để giám sát thông tin này từ đầu cuối gửi đến đầu cuối thu lại của liên kết ảo ở đó quá trình tái sắp xếp lại được thực hiện.
Thông tin về liên kết ảo LO trong bit 2 của K4 là một đa khung 32-bit. Đoạn thông tin liên kết ảo LO trong bit 2 của byte K4 phải giống nhãn tín hiệu mở rộng bit 1 của K4.
3.1.3 Hiệu quả sử dụng của VCAT:
Sử dụng VCAT cung cấp nhiều ưu điểm: hiệu quả, có khả năng mở rộng, tương thích và duy trì dịch vụ.
+ Hiệu quả: Các kênh VCAT được định tuyến độc lập thông qua mạng SDH và sau đó được nhóm lại tại nút đích, do vậy loại trừ được việc tắc nghẽn và sử dụng hiệu quả băng thông.
+ Có khả năng mở rộng: Phương pháp ghép nối liền kề truyền thống theo các bước cố định, trong khi VCAT cho phép băng thông thay đổi phù hợp với sự tăng giảm nhỏ của nhu cầu. Dựa trên tốc độ dữ liệu mong muốn, các kênh VCAT có thể thay đổi để phù hợp với băng thông sử dụng và tránh được sự lãng phí băng thông.
+ Tính tương thích: Chỉ có các nút nguồn và đích cần nhận ra VCAT, các nút còn lại của mạng SDH trong mạng không cần biết về các nhóm ghép nối ảo này. Do đó VCAT được truyền thẳng trong mạng SDH và làm việc trên các mạng có sẵn.
+ Duy trì dịch vụ: Trong các nhóm VCAT, mỗi kênh có thể được định tuyến khác nhau trên mạng, nếu một kênh có sự cố, các kênh khác vẫn làm việc bình thường. Do đó nếu một liên kết bị sự cố thì chỉ có một kênh nhánh trong nhóm VCAT bị mất nhưng liên kết dữ liệu vẫn tiếp tục cung cấp dịch vụ với băng thông bị giảm xuống.